伺服控制原理ppt课件.ppt

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1、注塑机电液伺服系统培训教材（二）上海御能动力科技有限公司华南办2010年7月伺服控制原理伺服来自英文单词servo，指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动，运动要素包括位置、速度和力矩。在中小容量高精度传动领域，广泛采用永磁式同步电机，采用在转子上加永磁体的方法来产生磁场。由于永磁材料的固有特性，它经过预先磁化（充磁）以后，不再需要外加能量就能在其周围空间建立磁场。这既可简化电机结构，又可节约能量。我国是盛产永磁材料的国家，特别是稀土永磁材料钕铁硼资源在我国非常丰富，稀土矿的储藏量为世界其他各国总和的4倍左右，号称“稀土王国”。稀土永磁材料和稀土永磁电机的科研水平都

2、达到了国际先进水平。因此，对我国来说，永磁同步电动机有很好的应用前景。充分发挥我国稀土资源丰富的优势，大力研究和推广应用以稀土永磁电机为代表的各种永磁电机，对实现我国社会主义现代化具有重要的理论意义和实用价值。伺服系统概述位置指令位置控制调节器速度控制调节器速度检测+—实际位置反馈实际速度反馈功率驱动位置检测—+伺服电机旋转变压器或编码器闭环伺服系统组成伺服系统主要部件伺服驱动器交流永磁同步电机电机转子电机定子外壳位置传感器定子绕组电磁设计使电机旋转时产生标准的正弦反电势，并确保电机转子静止阻力矩最小。转子磁钢采用高温强磁钕铁錋材料，内嵌式安装，退磁温度为160°。

3、高可靠性传感器适应各种各种恶劣环境工况。拉伸铝外壳，散热能力出众，也可集成风冷或水冷。温度电阻位于定子绕组内，用于检测绕组的温度。交流永磁同步电机构成同性相斥异性相吸给线圈通电能使线圈具备磁性电机基本工作原理假如:一块磁铁固定于转轴一块以转轴为中心转动固定于转轴的磁铁会跟着另一块进行转动电机基本工作原理定子中平均分布了三相绕组电机基本工作原理一相绕组以正弦形式通电,产生正弦变化的磁场。电机基本工作原理如果给空间位置相差120度的三相绕组以正弦形式通电o电机基本工作原理合成产生一个稳定的旋转磁场旋转磁场的旋转速度与频率、极对数有关。方向取决于相序。调整输入电机定子三相

4、交流电的频率就达到调速的目的。电机基本工作原理交流永磁同步电机工作原理永磁电机的工作原理可以通俗的描述为：旋转磁场拖着转子运动，磁场旋转加速则转子的运动也加速。两者以相同的速度旋转，故称为同步电机，磁场的转速称为同步转速。永磁材料：钕铁錋退磁温度：160°截面图永磁电机的转子和定子位置/速度传感器转子位置传感器原理图旋转变压器有定子和转子两部分，在定子和转子上各有两套在空间上完全正交的绕组。当旋转时，定、转子绕组间的相对位置之变化，使输出电压与转子角呈一定的函数关系。御能电机采用的旋变可达到每转输出4096个脉冲的精度。电机运行过程中，定子绕组的温度是非常重要的状态

5、量，御能伺服系统设置的电机报警停机温度是120°。放置于定子绕组中的温度电阻。电机温度传感器额定转速：单位为：转/分，简写为RPM，在注塑机应用中常见额定转速为：1500RPM，1800RPM，2000RPM。最高转速：由电机结构决定，在注塑机应用中与电机同轴的油泵往往也存在最高转速的限制，一般低于2500RPM。额定力矩：单位为：牛米，简写为：NM。额定功率：单位为千瓦，简写为：KW，对应额定转速和额定力矩时的电机功率。力矩常数：牛米/安培，NM/A，也称电动势常数，表征单位电流产生的力矩。交流永磁同步电机主要指标MT电机转矩T负载转矩中间传动机构终端机械电机转矩

6、>负载转矩－－－加速运行电机转矩<负载转矩－－－减速运行电机转矩＝负载转矩－－－恒速运行电机转矩控制性能是影响电气传动系统性能的最重要因素加减速时间和电机转矩、负载转矩以及系统惯量有关。电气传动基础知识电气传动系统运动方程式T1T2T3vv、TtO起动t1运动t2制动t3停止t4T4=0转速与转矩的关系当电机工作在0速-额定转速之间，电机输出额定力矩，称为恒力矩运转。当电机工作转速高于额定转速时，电机输出额定功率，称为恒功率运转，有时称为弱磁运转。伺服电机的外特性电机外特性是电机的重要指标，测试条件是转速低于额定转速时给电机输入额定电流以拖动额定负载，也就是说只要负

7、载和输入电流不变，电机的输出力矩就相同，很多机械都需要电机在低速运转时输出大力矩，永磁电机就具有这种宝贵的特点。当转速高于额定转速时，即便输入额定电流，电机的输出力矩也会迅速降低。当电机需要拖动较大的负载时，向电机定子绕组输入较大的电流，永磁电机的输出力矩可以超过额定力矩，这就是人们常说的过载，说电机过载就是指力矩过载，但是过载时定子绕组的温度会迅速上升。视电机的冷却能力，一般可以短时间过载2-3倍。伺服电机的机械特性负反馈控制的步骤：检测输出量（被控制量），将输出量与给定输入量比较得到偏差量，用偏差量产生控制作用以消除偏差。负反馈控制的实质：建立在偏差信号的基